Transmission electron microscopy and multimetallic oxides: deciphering their complexity for a source of creativity

Au cours des trois dernières décennies, les propriétés de quelques familles d’oxydes multimétalliques ont fait et font encore l’objet d’une compétition internationale intense, en particulier dans le domaine des énergies qui s’inscrivent dans le cadre d’un développement durable (supraconductivité, thermoélectricité ou encore magnétorésistance).

Lors de la découverte des propriétés exceptionnelles de ces matériaux, leur structure était originale pour certains ou connue pour d’autres, mais, dans tous les cas, leur structure à l’échelle nanométrique s’est avérée très complexe et toujours intimement liée à ces propriétés. Pour créer des charpentes nouvelles et optimiser les matériaux, le chimiste doit comprendre ces nanostructures.

Cet article se base sur l’étude de ces oxydes innovants pour illustrer la nécessité de disposer d’une technique permettant de caractériser tous les états du solide et pour faire découvrir le caractère multifonction de la microscopie électronique en transmission. L’objectif de ces études est ensuite de relier les informations collectées par les différentes techniques de microscopie électronique, de diffraction des rayons~X et de mesures de magnéto-transport pour découvrir, autant que faire se peut, des relations univoques images/structures/propriétés et réussir à en déduire un «code». Au-delà de l’analyse structurale, le décodage des images de matériaux inconnus par microscopie électronique devient une réelle source de créativité.

Dans la version papier de la revue, ce dossier se présente sous la forme d’un cahier détachable.